JPH02114879A - 主軸モータの制御装置 - Google Patents
主軸モータの制御装置Info
- Publication number
- JPH02114879A JPH02114879A JP63267701A JP26770188A JPH02114879A JP H02114879 A JPH02114879 A JP H02114879A JP 63267701 A JP63267701 A JP 63267701A JP 26770188 A JP26770188 A JP 26770188A JP H02114879 A JPH02114879 A JP H02114879A
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- JP
- Japan
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- speed
- motor
- resolution
- spindle motor
- detector
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- Pending
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
この発明は、工作機械等の主軸モータの速度制御に関す
るものである。
るものである。
[従来の技術]
第4図は従来の主軸モータの制御装置の概略構成を示す
ブロック図である。図において、1は速度制御回路、2
はPWH回路、コンバータ回路。
ブロック図である。図において、1は速度制御回路、2
はPWH回路、コンバータ回路。
インバータ回路等で構成された電力変換回路、3は商用
電源、4は主軸モータ、5は正弦波出力又は矩形波出力
の速度検出器、6は速度検出器レシーバ回路、7は速度
検出回路である。
電源、4は主軸モータ、5は正弦波出力又は矩形波出力
の速度検出器、6は速度検出器レシーバ回路、7は速度
検出回路である。
次に、上記従来の主軸モータの制御装置の動作について
説明する。外部より与えられる指令速度と、速度検出回
路7より算出されるモータ速度の差が速度制御回路1に
入力され、指令速度とモータ速度との差に応じて指令速
度を維持するのに必要な電流指令を算出する。電力変換
回路2ては速度制御回路1より得られる電流指令に応し
た電流を商用電源3により変換し主軸モータ4へ供給す
る。主軸モータ4の速度はモータ軸に直結された速度検
出器5、例えはエンコーダにより検出され、モータ回転
数に比例した周波数のパルスを出力する。速度検出器レ
シーバ回路6はエンコーダ(速度検出器5)からのエン
コーダ信号を受け、速度検出回路7にてエンコーダの出
力周波数からモータ速度を算出する。このように、速度
制御回路1゜電力変換回路2.主軸モータ4.速度検出
器5゜速度検出器レシーバ回路6.速度検出回路7から
成る閉ループによる速度制御により、主軸モータ4は指
令速度に応じたモータ速度を維持できる。
説明する。外部より与えられる指令速度と、速度検出回
路7より算出されるモータ速度の差が速度制御回路1に
入力され、指令速度とモータ速度との差に応じて指令速
度を維持するのに必要な電流指令を算出する。電力変換
回路2ては速度制御回路1より得られる電流指令に応し
た電流を商用電源3により変換し主軸モータ4へ供給す
る。主軸モータ4の速度はモータ軸に直結された速度検
出器5、例えはエンコーダにより検出され、モータ回転
数に比例した周波数のパルスを出力する。速度検出器レ
シーバ回路6はエンコーダ(速度検出器5)からのエン
コーダ信号を受け、速度検出回路7にてエンコーダの出
力周波数からモータ速度を算出する。このように、速度
制御回路1゜電力変換回路2.主軸モータ4.速度検出
器5゜速度検出器レシーバ回路6.速度検出回路7から
成る閉ループによる速度制御により、主軸モータ4は指
令速度に応じたモータ速度を維持できる。
ここで、速度検出器5としてエンコーダを用いる場合の
速度算出方法について説明する。主軸モータ4の1回転
当りAパルスを出力するエンコーダの場合、主軸モータ
4がモータ速度N[r、p。
速度算出方法について説明する。主軸モータ4の1回転
当りAパルスを出力するエンコーダの場合、主軸モータ
4がモータ速度N[r、p。
m]にて回転中、エンコーダの出力周波数fはて表わさ
れるので、単位時間(サンプリング時間)T [秒コの
間に、速度検出回路7に入力されるパルス数pは となる。よって、モータ速度N [r、 p、 m
]はて求められる。ここで、A及びTは既知であり、6
0/A−Tはエンコーダの1パルス当りの速度、つまり
速度分解能を示し、サンプリング時間Tが長い程、また
エンコーダの出力パルス数が大きい稚仔解能は向上する
ことになる。また、上記(3)式に示すように、モータ
速度N [r、 p、 m]はサンプリング時間T
内に入力されるパルス数に比例し、全速度域で速度分解
能は一定であることか分かる。
れるので、単位時間(サンプリング時間)T [秒コの
間に、速度検出回路7に入力されるパルス数pは となる。よって、モータ速度N [r、 p、 m
]はて求められる。ここで、A及びTは既知であり、6
0/A−Tはエンコーダの1パルス当りの速度、つまり
速度分解能を示し、サンプリング時間Tが長い程、また
エンコーダの出力パルス数が大きい稚仔解能は向上する
ことになる。また、上記(3)式に示すように、モータ
速度N [r、 p、 m]はサンプリング時間T
内に入力されるパルス数に比例し、全速度域で速度分解
能は一定であることか分かる。
また、周知のごとく速度リップル、トルクリップルの大
小、主軸モータ4の負荷変動に対する応答性は、速度検
出精度と分解能による影響が大であり、高応答性と滑ら
かな速度制御性能を確保するためには、速度検出精度と
分解能をより高めることが不可欠である。
小、主軸モータ4の負荷変動に対する応答性は、速度検
出精度と分解能による影響が大であり、高応答性と滑ら
かな速度制御性能を確保するためには、速度検出精度と
分解能をより高めることが不可欠である。
一方、速度検出器レシーバ回路6.速度検出回路7には
、回路構成上生じる許容周波数や主軸モータ4の最大回
転数Nmay [r−p、 rn] 時のエンコー
ダの出力周波数f=A−NI1.ax/60[H2]を
受信できる必要最小限のフィルタ特性を持たせ、ざらに
耐ノイズ性を合わせ持つように作られており、これは逆
に云えば、許容人力周波数に限界があることになる。
、回路構成上生じる許容周波数や主軸モータ4の最大回
転数Nmay [r−p、 rn] 時のエンコー
ダの出力周波数f=A−NI1.ax/60[H2]を
受信できる必要最小限のフィルタ特性を持たせ、ざらに
耐ノイズ性を合わせ持つように作られており、これは逆
に云えば、許容人力周波数に限界があることになる。
[発明が解決しようとする課題]
上記従来の主軸モータの制御装置は以上のように構成さ
れているので、速度検出器5としてのエンコーダの1回
転当りのパルス数と速度検出器レシーバ回路6の許容周
波数により、主軸モータ4の最高回転数と速度分解能が
決定されるため、高速度回転用には速度分解能を犠牲に
し、また高速度分解能を得る場合には許容回転数を低く
しなけれはならないという問題点があった。
れているので、速度検出器5としてのエンコーダの1回
転当りのパルス数と速度検出器レシーバ回路6の許容周
波数により、主軸モータ4の最高回転数と速度分解能が
決定されるため、高速度回転用には速度分解能を犠牲に
し、また高速度分解能を得る場合には許容回転数を低く
しなけれはならないという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、運転状況に応じて高分解能運転と高速度運転
の使い分けを行い、高精度で広範囲の速度制御を行い、
しかも耐ノイズ性に優れた主軸モータの制御装置を得る
ことを目的とする。
たもので、運転状況に応じて高分解能運転と高速度運転
の使い分けを行い、高精度で広範囲の速度制御を行い、
しかも耐ノイズ性に優れた主軸モータの制御装置を得る
ことを目的とする。
[課題を解決するための手段]
この発明に係る主軸モータの制御装置は、中。
低速度回転時に用いる通常の分解能の速度検出器、及び
高速度回転時に用いる低い分解能の速度検出器の2種類
の速度検出器と、これら速度検出器のいずれか一方を選
択する切換スイッチと、この切換スイッチにより選択さ
れた速度検出器の分解能に応じたモータ速度を算出する
速度検出回路とにより構成したものである。
高速度回転時に用いる低い分解能の速度検出器の2種類
の速度検出器と、これら速度検出器のいずれか一方を選
択する切換スイッチと、この切換スイッチにより選択さ
れた速度検出器の分解能に応じたモータ速度を算出する
速度検出回路とにより構成したものである。
[作用コ
この発明における主軸モータの制御装置は、主軸モータ
を運転する場合に、中、低速度回転域で運転する時は通
常の分解能の速度検出器を用いてモータ速度の制御を行
い、高速度回転域で運転する時は低い分解能の速度検出
器に切り換えてモータ速度の制御を行う。
を運転する場合に、中、低速度回転域で運転する時は通
常の分解能の速度検出器を用いてモータ速度の制御を行
い、高速度回転域で運転する時は低い分解能の速度検出
器に切り換えてモータ速度の制御を行う。
[実施例]
第1図はこの発明の実施例である主軸モータの制御装置
の概略構成を示すブロック図で、第4図と同一符号は同
−又は相当部分を表示しており、その詳細な説明は省略
する。図において、5aは主軸モータ4のモータ軸反負
荷側に取り付けられた通常の分解能を有する速度検出器
、5bは同じくモータ軸反負荷側に取り付けられた低い
分解能を有する速度検出器である。9a、9bは上記2
つの速度検出器5a、5bのいずれか一方を選択する切
換スイッチであり、切換スイッチ9a、9bにより選択
された速度検出器5a、5bの速度検出信号は許容周波
数fin−maxの特性を有するものとする。切換スイ
ッチ9a、9bにより選択された速度検出器5a、5b
の速度検出信号は速度検出器レシーバ回路6を経て速度
検出回路7aに人力され、選択中の速度検出器の分解能
に応じたモータ速度を算出する。また、切換スイッチ9
a。
の概略構成を示すブロック図で、第4図と同一符号は同
−又は相当部分を表示しており、その詳細な説明は省略
する。図において、5aは主軸モータ4のモータ軸反負
荷側に取り付けられた通常の分解能を有する速度検出器
、5bは同じくモータ軸反負荷側に取り付けられた低い
分解能を有する速度検出器である。9a、9bは上記2
つの速度検出器5a、5bのいずれか一方を選択する切
換スイッチであり、切換スイッチ9a、9bにより選択
された速度検出器5a、5bの速度検出信号は許容周波
数fin−maxの特性を有するものとする。切換スイ
ッチ9a、9bにより選択された速度検出器5a、5b
の速度検出信号は速度検出器レシーバ回路6を経て速度
検出回路7aに人力され、選択中の速度検出器の分解能
に応じたモータ速度を算出する。また、切換スイッチ9
a。
9bの切換えは速度検出回路の切換回路8により行われ
る。
る。
第2図は第1図の主軸モータの制御装置における主軸モ
ータのモータ速度と速度検出器の出力周波数との関係を
示す特性図、第3図は第1図の主軸モータの制御装置に
おける速度検出器の一例を示す図である。第3図には、
速度検出器として歯車と磁気抵抗素子等で構成された検
出部より成る非接触形の速度検出器5a、、5bが示さ
れており、分解能を決める歯数の異なる2種類の歯車1
0a。
ータのモータ速度と速度検出器の出力周波数との関係を
示す特性図、第3図は第1図の主軸モータの制御装置に
おける速度検出器の一例を示す図である。第3図には、
速度検出器として歯車と磁気抵抗素子等で構成された検
出部より成る非接触形の速度検出器5a、、5bが示さ
れており、分解能を決める歯数の異なる2種類の歯車1
0a。
10bが主軸モータ4のモータ軸反負荷側に取り付けら
れている。
れている。
次に、上記この発明の実施例である主軸モータの制御装
置の動作について説明する。通常、工作機械における主
軸モータ4の使い方は、中、低速度域で荒削りやタップ
加工等の重切削を行い、高速度域では切削負荷の少ない
仕上げ加工が行われる。このために、特に中、低速度域
にて負荷変動に対する高応答性や高度な速度制御による
滑らかな運転特性が求められる。一方、高速度域では負
荷変動が小さいことからむしろ高速運転性能が要求され
る。
置の動作について説明する。通常、工作機械における主
軸モータ4の使い方は、中、低速度域で荒削りやタップ
加工等の重切削を行い、高速度域では切削負荷の少ない
仕上げ加工が行われる。このために、特に中、低速度域
にて負荷変動に対する高応答性や高度な速度制御による
滑らかな運転特性が求められる。一方、高速度域では負
荷変動が小さいことからむしろ高速運転性能が要求され
る。
従って、中、低速度運転の場合には、切換スイッチ9a
をONとし、切換スイッチ9aをOFFとなし、高い分
解能の速度検出器5a、例えは高い分解能のエンコーダ
を用いる。エンコーダ(速度検出器5a)の分解能をA
+[パルス/回転]とすれは、モータ速度N+[r−1
]−m] で運転時、上記エンコーダの出力周波数f
1は上記(1)式よりf + = A +・H+/60
[H2コであり、速度検出器レシーバ回路6の許容周波
数f 1n−0゜以下の範囲(中、低速度域)、つまり
モータ速度N + < 6 Of ; n−may/
A +で使用する。
をONとし、切換スイッチ9aをOFFとなし、高い分
解能の速度検出器5a、例えは高い分解能のエンコーダ
を用いる。エンコーダ(速度検出器5a)の分解能をA
+[パルス/回転]とすれは、モータ速度N+[r−1
]−m] で運転時、上記エンコーダの出力周波数f
1は上記(1)式よりf + = A +・H+/60
[H2コであり、速度検出器レシーバ回路6の許容周波
数f 1n−0゜以下の範囲(中、低速度域)、つまり
モータ速度N + < 6 Of ; n−may/
A +で使用する。
一方、高速度運転の場合に、エンコーダ(速度検出器5
a)の出力周波数f1は速度検出器レシーバ回路6の許
容周波数f in−□8をオーバーすることから、切換
スイッチ9aをOFFとし、切換スイッチ9bをONと
なし、低い分解能のエンコーダ(速度検出器5b)を使
用する。このエンコーダの分解能をA2[パルス/回転
] (A I> A 2 )とすると、上記エンコー
ダの出力周波数f2はf 2 = A 2・・N2/
60 [H2コ となり、同一の速度検出器レシーバ回
路6ではモータ速度 N2= 60 f 2/ A2< 6 Of in−m
ax/ A2まで許容できる。仮に、エンコーダ(速度
検出器5 b)の分解能が1/2ならば速度分解能も1
/2になるものの、2倍の速度まで運転可能ということ
になる。
a)の出力周波数f1は速度検出器レシーバ回路6の許
容周波数f in−□8をオーバーすることから、切換
スイッチ9aをOFFとし、切換スイッチ9bをONと
なし、低い分解能のエンコーダ(速度検出器5b)を使
用する。このエンコーダの分解能をA2[パルス/回転
] (A I> A 2 )とすると、上記エンコー
ダの出力周波数f2はf 2 = A 2・・N2/
60 [H2コ となり、同一の速度検出器レシーバ回
路6ではモータ速度 N2= 60 f 2/ A2< 6 Of in−m
ax/ A2まで許容できる。仮に、エンコーダ(速度
検出器5 b)の分解能が1/2ならば速度分解能も1
/2になるものの、2倍の速度まで運転可能ということ
になる。
また、モータ速度を算出する場合に、速度検出回路7a
はエンコーダ(速度検出器5a)の選択時、分解能とし
て60 / A +・T を、エンコーダ(速度検出器
5b)の選択時、分解能として6゜/ A 2・Tをそ
れぞれサンプリング時間T内にカウントされた入カバル
ス数に掛は合わせることてモータ速度を算出する。そし
て、エンコーダ(速度検出器5a、5b)のうちでいず
れのエンコーダを選択するかは、外部から与えられる指
令速度により速度検出回路切換回路8が判定し、切換ス
イッチ9a、9bのON、OFFを指示する。このよう
にして、主軸モータ4の運転状態に応じ、適切な速度分
解能にて常に正しくモータ速度を検出できる。
はエンコーダ(速度検出器5a)の選択時、分解能とし
て60 / A +・T を、エンコーダ(速度検出器
5b)の選択時、分解能として6゜/ A 2・Tをそ
れぞれサンプリング時間T内にカウントされた入カバル
ス数に掛は合わせることてモータ速度を算出する。そし
て、エンコーダ(速度検出器5a、5b)のうちでいず
れのエンコーダを選択するかは、外部から与えられる指
令速度により速度検出回路切換回路8が判定し、切換ス
イッチ9a、9bのON、OFFを指示する。このよう
にして、主軸モータ4の運転状態に応じ、適切な速度分
解能にて常に正しくモータ速度を検出できる。
なお、上記実施例では歯車と磁気抵抗素子等を用いたエ
ンコーダによる速度検出器を例にして示したが、速度検
出器としてタコジェネレータのように回転数を電圧に変
換して出力するタイプを用い、かつA/D変換器を用い
てモータ速度を検出する主軸モータ制御装置の場合も、
本発明が利用できる。
ンコーダによる速度検出器を例にして示したが、速度検
出器としてタコジェネレータのように回転数を電圧に変
換して出力するタイプを用い、かつA/D変換器を用い
てモータ速度を検出する主軸モータ制御装置の場合も、
本発明が利用できる。
また、ト記実施例では高速度の主軸モータの制御装置を
例にして示したが、主軸C軸制御(輪郭制御)の場合、
数十回転[1・−13−m]以下の精密な速度を検出す
る必要があることから、高い分解能の速度検出器を取り
付け、C軸時のみ高い分解能の速度検出器を用いること
で超低速度域の精密な速度検出が可能となるなど、本発
明が利用できる。
例にして示したが、主軸C軸制御(輪郭制御)の場合、
数十回転[1・−13−m]以下の精密な速度を検出す
る必要があることから、高い分解能の速度検出器を取り
付け、C軸時のみ高い分解能の速度検出器を用いること
で超低速度域の精密な速度検出が可能となるなど、本発
明が利用できる。
[発明の効果]
以上のように、この発明の主軸モータの制御装置によれ
は、中、低速度回転時に用いる通常の分解能の速度検出
器、及び高速度回転時に用いる低い分解能の速度検出器
の2種類の速度検出器と、これら速度検出器のいずれか
一方を選択する切換スイッチと、この切換スイッチによ
り選択された速度検出器の分解能に応じたモータ速度を
算出する速度検出回路とにより構成したので、精度の高
い速度検出能力と広範囲な速度制御範囲を確保できる上
に、モータ速度の算出演算はソフトウェア処理できるこ
とから構成が簡単となり、装置を安価にてきるなどの優
れた効果を奏する。
は、中、低速度回転時に用いる通常の分解能の速度検出
器、及び高速度回転時に用いる低い分解能の速度検出器
の2種類の速度検出器と、これら速度検出器のいずれか
一方を選択する切換スイッチと、この切換スイッチによ
り選択された速度検出器の分解能に応じたモータ速度を
算出する速度検出回路とにより構成したので、精度の高
い速度検出能力と広範囲な速度制御範囲を確保できる上
に、モータ速度の算出演算はソフトウェア処理できるこ
とから構成が簡単となり、装置を安価にてきるなどの優
れた効果を奏する。
第1図はこの発明の実施例である主軸モータの制御装置
の概略構成を示すブロック図、第2図は第1図の主軸モ
ータの制御装置における主軸モータのモータ速度と速度
検出器の出力周波数との関係を示す特性図、第3図は第
1図の主軸モータの制御装置における速度検出器の一例
を示す図、第4図は従来の主軸モータの制御装置の概略
構成を示すブロック図である。 図において、1・・・速度制御回路、2・・−電力変換
回路、3・・・商用電源、4・・・主軸モータ、5.5
a。 5b・・・速度検出器、6・・・速度検出器レシーバ回
路、7.7a・・・速度検出回路、8・・・速度検出回
路切換回路、9a、9b−・・切換スイッチ、10a、
10b・・・歯車 である。 なお、図中、同一符号は同一 又は相当部分を示す。
の概略構成を示すブロック図、第2図は第1図の主軸モ
ータの制御装置における主軸モータのモータ速度と速度
検出器の出力周波数との関係を示す特性図、第3図は第
1図の主軸モータの制御装置における速度検出器の一例
を示す図、第4図は従来の主軸モータの制御装置の概略
構成を示すブロック図である。 図において、1・・・速度制御回路、2・・−電力変換
回路、3・・・商用電源、4・・・主軸モータ、5.5
a。 5b・・・速度検出器、6・・・速度検出器レシーバ回
路、7.7a・・・速度検出回路、8・・・速度検出回
路切換回路、9a、9b−・・切換スイッチ、10a、
10b・・・歯車 である。 なお、図中、同一符号は同一 又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 速度検出器からのモータ速度検出信号によりモータ速
度制御を行う主軸モータの制御装置において、分解能の
異なる2種類の速度検出器と、これら速度検出器のいず
れか一方を選択する切換スイッチと、この切換スイッチ
により選択された速度検出器の分解能に応じたモータ速
度を算出する速度検出回路とを備えたことを特徴とする
主軸モータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267701A JPH02114879A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 主軸モータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63267701A JPH02114879A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 主軸モータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02114879A true JPH02114879A (ja) | 1990-04-26 |
Family
ID=17448341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63267701A Pending JPH02114879A (ja) | 1988-10-24 | 1988-10-24 | 主軸モータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02114879A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10262388A (ja) * | 1997-03-18 | 1998-09-29 | Toyoda Mach Works Ltd | リニアモータ駆動方法 |
| US7575079B2 (en) | 2007-02-15 | 2009-08-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power output device, and hybrid vehicle equipped with the power output device |
| JP2018007520A (ja) * | 2016-07-08 | 2018-01-11 | オムロン株式会社 | モータ制御装置及び遊技機 |
-
1988
- 1988-10-24 JP JP63267701A patent/JPH02114879A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10262388A (ja) * | 1997-03-18 | 1998-09-29 | Toyoda Mach Works Ltd | リニアモータ駆動方法 |
| US7575079B2 (en) | 2007-02-15 | 2009-08-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Power output device, and hybrid vehicle equipped with the power output device |
| JP2018007520A (ja) * | 2016-07-08 | 2018-01-11 | オムロン株式会社 | モータ制御装置及び遊技機 |
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